الصوديوم والليثيوم .. معركة لم تُحسم بعد

في عالم أصبح يعتمد بشكل شبه كامل على البطاريات، يتربع الليثيوم فيه على عرش تخزين الطاقة، لكن المواد الخام اللازمة لتصنيع بطاريات الليثيوم أيون شحيحة، ومتركزة في مناطق جغرافية محدودة، وتكاليفها تقفز صعوداً في كل مرة تواجه فيها الأسواق أزمة جديدة.

في ظل هذه الأزمة، برز لاعب جديد بدأ يفرض نفسه في النقاش العالمي حول مستقبل الطاقة: بطاريات أيونات الصوديوم، فهل تعني نهاية عصر الليثيوم؟

بديل واعد

تعد بطاريات أيونات الصوديوم بديلًا واعدًا نظرًا لاعتمادها على مواد وفيرة، ورغم أن فكرتها ليست وليدة اليوم—إذ طُورت لأول مرة في ثمانينيات القرن الماضي قبل أن يُطاح بها لصالح الليثيوم في التسعينيات—فإنها تعود اليوم كطوق نجاة استراتيجي لكبار المصنعين للتحوط ضد تقلبات أسعار الليثيوم والكوبالت الحادة.

تتميز بطاريات الصوديوم بورقة رابحة وهي الوفرة الاقتصادية والمرونة البيئية، فالصوديوم رخيص الثمن، سهل المعالجة، ويتمتع بخصائص استثنائية في مواجهة الظروف المناخية القاسية.

 وتستطيع هذه البطاريات العمل بكفاءة في درجات حرارة مرتفعة تصل إلى 70 درجة مئوية، والاحتفاظ بحوالي 90% من سعتها في طقس متجمد تصل حرارته إلى 40 درجة مئوية تحت الصفر، مما يُلغي الحاجة إلى أنظمة تبريد وتدفئة معقدة تستهلك طاقة المركبة.

نقاط ضعف

لكن الطريق أمام الصوديوم ليس خاليًا من العقبات، فأبرز نقاط الضعف تتمثل في انخفاض كثافة الطاقة مقارنة ببطاريات الليثيوم.

  فبينما تصل كثافة الطاقة في أحدث خلايا أيونات الصوديوم إلى نحو 175 واط/كيلوجرام، تبلغ حوالي 205 واط/كيلوجرام لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، و255 واط/كيلوجرام لبطاريات أكسيد الليثيوم والنيكل والكوبالت والمنغنيز.

وعمليًا، ينعكس هذا الفارق على مدى القيادة، إذ يمكن لسيارة رياضية متعددة الأغراض مزودة ببطاريات الصوديوم أن تقطع نحو 350 كيلومترًا بالشحنة الواحدة، مقارنة بمدى يتراوح بين 400 و600 كيلومتر لبطاريات الليثيوم في الظروف الطبيعية، كما أن انخفاض كثافة الطاقة يؤدي إلى زيادة وزن الأجهزة الإلكترونية مثل الحواسيب المحمولة والأجهزة اللوحية.

غير أن التحديات لا تتوقف عند الأداء فقط، فعلى الرغم من أن هذه البطاريات لا تحتاج إلى الليثيوم أو الجرافيت، فإن بعض التركيبات الأقرب إلى التطبيق التجاري تعتمد على معادن أخرى مثل النيكل والمنغنيز، كما أن سلاسل التوريد الخاصة بها لا تزال أقل تطورًا بكثير من نظيرتها الخاصة ببطاريات الليثيوم.

خريطة النفوذ

تبرز هنا الصين باعتبارها اللاعب الأهم في هذه الصناعة، فمعظم الطاقة الإنتاجية العالمية لبطاريات أيونات الصوديوم تتركز هناك، ومن المتوقع أيضًا أن تستحوذ على أكثر من 95% من الطاقة الإنتاجية بحلول عام 2030، ولا يقتصر النفوذ الصيني على تصنيع الخلايا فقط، بل يمتد إلى المواد الفعالة للكاثود والأنود والمواد الأولية اللازمة للإنتاج.

وشهدت السنوات الأخيرة تحولًا لافتًا، فقد أطلقت "كاتل"، أكبر شركة لصناعة البطاريات في العالم، الجيل الثاني من بطاريات أيونات الصوديوم، وأعلنت خططًا للتوسع التجاري الواسع بدءًا من هذا العام.

وفي مطلع 2024، بدأت شركة "بي واي دي" إنشاء أول مصنع مخصص لهذه التقنية، فيما كشفت شركة "هينا" الصينية أيضًا عن بطارية صوديوم متطورة موجهة للسيارات الكهربائية.

وامتد الاهتمام إلى خارج الصين، إذ تعتزم شركة "جنرال موتورز" تطوير خلايا بطاريات يكون الصوديوم فيها المكون النشط الرئيسي بالشراكة مع "بيك إنرجي"، ورغم أن مسؤولي الشركة يرون أن بطاريات الصوديوم الحالية لا تزال كبيرة الحجم وثقيلة بالنسبة لمعظم المركبات، فإنهم يتوقعون تغير هذه المعادلة خلال أربع أو خمس سنوات مع تطور التكنولوجيا.

لكن يؤكد الإغلاق الأخير لشركة "ناترون إنرجي" الأمريكية المتخصصة في هذه التقنية، على مدى الصعوبة البالغة التي تواجهها أي دولة لبناء سلاسل إمداد تنافسية لصناعة خلايا ومكونات الصوديوم خارج حدود الصين.

اليوم، تتزايد المؤشرات على أن بطاريات الصوديوم تنتقل من مرحلة التجارب إلى التطبيقات التجارية الفعلية، حتى إن العديد من الشركات تعتبر عام 2026 نقطة تحول رئيسية لهذه الصناعة، لكن المنافسة لا تزال صعبة، فبطاريات أيونات الليثيوم، بعد عقود من التطوير وخفض التكاليف، ما زالت تتفوق في كثافة الطاقة ونضج سلاسل التوريد.

وهكذا، تقف صناعة البطاريات عند مفترق طرق: فالصوديوم يمتلك ميزة الوفرة والتكلفة المنخفضة والمرونة التشغيلية، بينما يحتفظ الليثيوم بأفضلية الأداء والخبرة الصناعية المتراكمة، وبين هذين العنصرين تدور معركة قد لا تُحسم قريبًا، لكنها ستحدد شكل مستقبل الطاقة والتنقل في العقود المقبلة.

المصادر: وكالة الطاقة الدولية - ذا كونفرزيشن –  موقع "كار نيوز تشاينا" -  "إنفراستراكتشر نيوز - صحيفة "ناشونال بيزنس ديلي" الصينية.